تحسين حجم الرش المحدد لتطبيق الرش في بستان رمان باستخدام منهجية سطح الاستجابة

لماذا الرش الأذكى مهم لعشاق الفاكهة

يُقدَّر الرمان لبذوره التي تشبه الجواهر وعصيره المفيد للصحة، لكن الحفاظ على الأشجار خالية من الآفات والأمراض يكلف الكثير. غالبًا ما يرشّ المزارعون البساتين بكميات كبيرة من المحاليل المحتوية على مبيدات، وكثير من هذه الرذاذ لا يصل إلى الأوراق والثمار. هذا الضباب المهدور ينحرف في الهواء والتربة، يرفع التكاليف، ويمكن أن يضر بالبيئة. تستكشف هذه الدراسة كيفية ضبط أحجام الرش في بساتين الرمان الهندية بحيث تحصل الأشجار على الحماية الكافية — لا أكثر ولا أقل.

مشكلة الرش بنهج موحد للجميع

تعمل معظم مرشات البساتين كخرطوم حديقة مفتوح بالكامل: تسلم تدفقًا ثابتًا بغض النظر عن حجم الأشجار أو كثافة أوراقها. في الهند، يطبق مزارعو الرمان عادة مئات اللترات من الرش لكل هكتار وقد يعالجون بساتينهم أكثر من أربعين مرة في الموسم. أظهرت أبحاث سابقة أن نحو ثلث المبيد المرش يصل عادة إلى المظلة فقط، بينما يتشتت الباقي أو يجري. هذا لا يهدر المواد الكيميائية والمياه فحسب، بل يزيد أيضًا من خطر تلوث التربة والمياه والموائل المجاورة.

مرش ذكي مفصل حسب حجم الشجرة

لمعالجة ذلك، عدل الباحثون مرشًا يعمل بالهواء يجرّه الجرار ليصبح جهازًا «بمعدل متغير» يمكنه تغيير كمية السائل التي يطلقها بناءً على حجم مظلة الشجرة أمامه. ركّبوا على المرش ثلاثة حساسات فوق صوتية تقيس المسافة إلى الأوراق على ارتفاعات مختلفة. ومتطابقة مع تلك الحساسات ثلاث فوهات يُنظّم تدفقها إلكترونيًا باستخدام صمام تعديل عرض النبضة يتحكم به كمبيوتر صغير. أثناء تحرك الجرار على الصف، تكشف الحساسات عن بداية المظلة ونهايتها، ويشغّل النظام الرش فقط عندما يكون هناك أوراق لتصل إليها. تتيح هذه التركيبة استكشاف كيفية تداخل معدل تدفق الفوهة وسرعة الحركة لتحديد مقدار الرش الذي يصل فعليًا إلى الأشجار.

اختبار أنماط الرش في بساتين حقيقية

اختبر الفريق النظام في ثلاث بساتين رمان تجارية في ماهاراشترا بالهند، مزروعة بصنف باغوا الشائع. تراوحت أعمار البساتين من سنتين إلى ثماني سنوات، لذلك اختلفت الأشجار في الارتفاع وحجم المظلة. في كل بستان، شغّل الباحثون المرش عند ثلاث معدلات تدفق للفوهة وثلاث سرعات أمامية، مكوّنين تسعة تراكيب تشغيلية. لقياس مدى اختراق الرش للمظلة، علّقوا أوراقًا حسّاسة للماء على الأوراق في كل من الطبقة الخارجية للغطاء النباتي وداخله. بعد كل مرور، ماسحوا هذه البطاقات واستخدموا برنامج تحليل صور لقياس ثلاث نتائج رئيسية: نسبة سطح البطاقة المغطى، وعدد القطرات لكل سنتيمتر مربع، وكمية السائل المودعة.

إيجاد النقطة المثلى لحجم الرش

على امتداد كل البساتين ظهر نمط واضح. السرعات الأبطأ للجرار وتدفقات الفوهة الأعلى أنتجت تغطية أفضل، وعددًا أكبر من القطرات، وراسبات أعلى، خاصة على الغطاء الخارجي. تلقت المناطق الداخلية باستمرار رشًا أقل، ما يعكس الحاجز الذي تخلقه الأوراق الكثيفة. باستخدام تقنية إحصائية تسمى منهجية سطح الاستجابة، بنى المؤلفون نماذج تربط السرعة ومعدل التدفق بنتائج الرش الثلاث في كل بستان. ثم بحثوا عن إعدادات تشغيلية تحافظ على التغطية ضمن نطاق عملي وكثافة القطرات فوق عتبات معروفة بفعاليتها للمبيدات الحشرية والفطرية. أسفرت هذه العملية عن «حجوم رش محددة» موصى بها — كمية السائل لكل متر مكعب من المظلة — بنحو 0.093 و0.084 و0.077 لترًا لكل متر مكعب للبساتين الصغيرة والمتوسطة والعريقة على التوالي.

رذاذ أقل، نفس الحماية

عندما شغّلوا المرش الذكي بوضع «مستهدف» — يطلق الرش فقط عند وجود أوراق — انخفض الحجم الإجمالي المطبق لكل هكتار بشكل ملحوظ مقارنة بالرش التقليدي المستمر. اعتمادًا على عمر البستان وترتيب الأشجار، تراوحت وفورات الرش من نحو 38% إلى 60% تقريبًا، بينما استمرت المعايير المقبولة لتغطية وكثافة القطرات على الأوراق. ببساطة، حصلت الأشجار على حماية مماثلة لكن مع استخدام أقل بكثير من المواد الكيميائية والمياه. بالنسبة للمزارعين، قد يعني ذلك خفض تكاليف المدخلات وقلة إعادة التعبئة يوميًا؛ وبالنسبة للبيئة، يعني ذلك تقلص الانجراف خارج الهدف وانخفاض مخاطر التربة والمياه. وعلى الرغم من أن الاختبارات اقتصرت على الرمان وتحت ظروف محددة، تشير الدراسة إلى أن ضبط حجم الرش وفق حجم المظلة، موجهًا بالحساسات والتحسين الدقيق، يمكن أن يجعل إنتاج الفاكهة أكثر استدامة وكفاءة اقتصادية.

الاستشهاد: Thorat, D.S., Mehta, C.R., Agrawal, K.N. et al. Optimization of specific spray volume for spray application in pomegranate orchard using response surface methodology. Sci Rep 16, 8589 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38088-4

الكلمات المفتاحية: الرش الدقيق, بساتين الرمان, تقنية المعدل المتغير, تحسين المبيدات, استشعار المخزون النباتي